Создание более высокого стандарта с помощью комплексных обновлений «двойного эффекта»
В области лазерных источников сверхвысокой мощности (версии для резки) мощностью более 20 кВт компания Raycus стремится удовлетворить требования клиентов. Основываясь на обширных данных об использовании клиентами, а также на многочисленном техническом обмене и тестировании с ведущими производителями режущих головок, компания Raycus установила более высокий корпоративный стандарт, превосходящий отраслевые и международные нормы. Это достижение позволяет значительно повысить эффективность и производительность резки за счет согласования на уровне системы.
Волоконный сердечник и стандарт M 2 от Raycus
Для сверхмощных лазерных источников для достижения отличных результатов требуется нечто большее, чем просто выходная мощность сердцевины волокна. Для достижения оптимальной производительности приложения необходимо соответствие между сердцевиной волокна и значением M2 . Если общее качество системы лазерного источника является обычным, а сердцевина волокна просто уменьшается без пропорционального снижения качества луча (M2 или BPP), это становится чрезвычайно сложной задачей. для достижения удовлетворительных результатов резки. Например, для лазерного источника мощностью 20 000 Вт с выходной длиной волны 100 мкм, учитывая наилучшие результаты резки и совместимость с толстыми и тонкими пластинами, оптимальное значение M2 должно составлять около 11.
Мы предлагаем оптоволоконные сердечники диаметром от 100 до 150 мкм для лазерных источников мощностью от 20 до 60 кВт, строго контролируя диапазон M2. Такой подход позволяет плавно регулировать процессы резки от низкой до высокой мощности, сводя к минимуму различия между моделями одного типа.
M2 Стандарт от Raycus:
Рисунок 1: Иллюстрация теста качества луча
Рисунок 2. Измеренное качество луча лазерного источника Raycus мощностью 40 кВт.
Комплексный стандарт угла расхождения:
Хотя M2 представляет 86,5% распределения энергии, оно подходит только для описания одномодовых или почти одномодовых лазерных источников. Чтобы изучить свойства многомодовых лазерных источников, компания Raycus впервые разработала концепцию полного угла расходимости, используя описание 99,84% для покрытия полного угла расходимости по энергии. Этот стандарт устраняет проблемы, обычно встречающиеся в обычных лазерных источниках, такие как перегрев из-за чрезмерной защиты, прямой нагрев коллиматоров, чрезмерное рассеяние в защищенном режиме, выгорание апертуры и нагрев сопла. Мощные волоконные лазерные источники Raycus лидируют на рынке и достигают самых высоких объемов поставок на внутренний рынок благодаря этому строгому стандарту.
Угол расхождения Стандарт компании Raycus: от 20 до 60 кВт, общий угол расхождения (99,84 %, полуугол) ≤ 0,13
Рисунок 3: Иллюстрация горения и возврата апертуры луча из-за чрезмерного угла расхождения
Устранение повреждений апертуры и обеспечение стабильной производительности резки
Причина установления всеобъемлющего стандарта угла расхождения заключается в том, что большинство мощных режущих головок, представленных на рынке, имеют оптическую апертуру около 0,13. Таким образом, коллиматоры ограничивают свет лазерного источника перед апертурой, ограничивая избыточный или рассеянный свет. Если доля избыточного света (рассеянного света) слишком велика, это означает, что общий угол расхождения лазерного источника слишком велик, что может привести к повреждению апертуры. Более того, из-за дифракции на краю апертуры некоторое количество рассеянного света будет облучать коллиматор, что приведет к серьезным тепловым эффектам и нестабильной резке.
Рисунок 4: Иллюстрация пути света с Raycus Standard, минимальный рассеянный свет
Нелинейный стандарт
Чтобы удовлетворить растущий спрос на эффективную обработку крупноформатных и толстых пластин, мощность систем лазерных источников увеличивается. Однако это привело к нелинейным эффектам и увеличению вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в передающих оптических волокнах из-за уменьшенного размера сердцевины волокна и увеличения длины.
Нелинейный стандарт Raycus: от 20 до 60 кВт, эффект SRS: ≥ 30 дБ при 100% мощности
Рисунок 5. Нелинейный спектр лазерного источника мощностью 30 кВт, 100 мкм, 30 м.
Независимость стандартов
Каждый стандарт сохраняет свою независимость, и в одном стандарте не допускается компромисс в ущерб другим. Продукты Raycus со сверхвысокой выходной мощностью от 20 до 60 кВт с оптоволоконным сердечником от 100 до 150 мкм не нарушают никаких стандартов, даже при увеличении длины кабеля или мощности. Стандартная конфигурация кабеля для высококачественных лазерных источников Raycus составляет от 20 до 40 м, и ее можно настроить на большую длину.
Достижение более высоких стандартов, основанное на многолетнем техническом опыте
Для достижения более высоких стандартов компания Raycus опиралась на многолетний технический опыт и с 2021 года добилась ряда прорывов. К ним относятся достижения в области технологии контроля качества луча, технологии активного контроля угла расхождения (обозначенной как «A») и технологии нелинейного подавления ( обозначен буквой «С»).
Рисунок 6: Сравнение до и после контроля качества луча
Рисунок 7. Сравнение до и после активного контроля угла расхождения.
Рис. 8. Каскадные наклонные решетки для подавления ВКР.
Технология нелинейного подавления (внутренний код Raycus S, подавление SRS)
Подавитель комбинационного рассеяния света работает путем фильтрации затравок комбинационного рассеяния света, создаваемых модулем, через наклонные брэгговские решетки, предотвращая усиление затравок комбинационного рассеяния в части передачи энергии, не являющейся источником, и одновременно изолируя часть передачи мощности и внешний оптический путь от обратной связи комбинационного рассеяния света к модулю. Однако в настоящее время существуют определенные проблемы с рамановскими решетками. Для достижения широкой полосы пропускания фильтра необходимы большая скорость чирпа и большая длина. Это требует значительно большей сложности и затрат на гравировку, а увеличение коэффициента фильтрации требует увеличения глубины регулировки, что может привести к увеличению потерь и даже повлиять на качество луча.
Поэтому компания Raycus, учитывая вышеуказанные недостатки, приняла каскадную наклонную решетку. Путем последовательного соединения двух наклонных решеток можно добиться более широкого фильтрующего эффекта и меньшей стоимости, тем самым сохраняя низкую нелинейность модуля.
Рисунок 9: Каскадный подавитель комбинационного рассеяния света с двойными решетками
Система более высокого стандарта, обеспечивающая потрясающие результаты применения
С момента появления лазерного источника мощностью 60 кВт в 2023 году компания Raycus привлекла к себе значительное внимание на рынке благодаря своим выдающимся преимуществам резки. Сравнение скоростей резки нержавеющей стали различной толщины лазерными источниками мощностью 60, 40 и 30 кВт показывает замечательное преимущество лазерного источника мощностью 60 кВт, особенно для пластин из нержавеющей стали толщиной более 50 мм. Реальные кадры резки лазером мощностью 60 кВт нержавеющей стали толщиной 70 и 125 мм демонстрируют великолепную производительность резки.
Рисунок 10: Сравнение скорости резки лазерных источников мощностью 60, 40 и 30 кВт на нержавеющей стали.
Лидируя и устанавливая стандарты: высококачественная разработка лазерных источников сверхвысокой мощности
Вступая в 2023 год, компания Raycus считает, что разработка промышленных источников волоконного лазера выходит за рамки простого увеличения мощности: компания Raycus уже создала лазерный источник мощностью 100 кВт в 2021 году. Будущая разработка лазерных источников мощностью более одного мегаватта должна быть сосредоточена на комплексном улучшении качества лазерного источника. . Raycus по-прежнему привержена техническим прорывам и инновациям в продукции, активно создавая более высокие стандарты системы качества, поставляя высококачественные волоконные лазерные источники клиентам по всему миру и способствуя высококачественной разработке лазерных источников отечественного производства.